一種采用石墨冶具燒結(jié)式鋁質(zhì)均溫板的性能特性研究

一種采用石墨冶具燒結(jié)式鋁質(zhì)均溫板的性能特性研究

載荷散熱技術(shù)正面臨著高熱流密度散熱與高均溫性散熱的需求,均溫板是實(shí)現(xiàn)這種需求的有效傳熱元件。均溫板具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)、良好均溫性能與熱擴(kuò)散性能和緊湊的結(jié)構(gòu),在載荷散熱領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。均溫板的性能取決于設(shè)計(jì)水平、加工工藝水平,因而均溫板散熱技術(shù)的發(fā)展離不開對其工作機(jī)理的理解與探索,對其加工工藝的掌握和改進(jìn),以及對其設(shè)計(jì)方法的發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化。本文分析了均溫板的傳熱機(jī)理和傳熱極限,采用熱阻網(wǎng)絡(luò)法估算均溫板各傳熱環(huán)節(jié)的熱阻分布,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種燒結(jié)式鋁質(zhì)均溫板,對其進(jìn)行了壓力校核、傳熱極限校核和熱阻試算。提出了一套鋁基均溫板的加工工藝流程,搭建了均溫板充裝平臺(tái),并制作完成了均溫板樣機(jī)。設(shè)計(jì)和搭建了均溫板性能測試系統(tǒng),并對均溫板進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該均溫板在加熱功率改變的情況下可以迅速達(dá)到穩(wěn)定,具有優(yōu)良的啟動(dòng)性能；均溫板的冷凝面與蒸發(fā)面最大溫差均能維持在較低水平,并且相對同尺寸鋁合金板,其均溫性能優(yōu)勢隨著加熱功率和熱流的加大而更加明顯；均溫板具備較低的熱阻,但厚度影響其傳熱性能。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)工作角度對均溫板樣機(jī)傳熱和均溫性能均有影響,該熱管具備一定反重力工作能力但不足以完全克服重力正常工作,各工作角度下均溫板傳熱性能從好到差依次為0°、180°和90°。工作溫度對均溫板的性能也有所要求